四川大学化工原理下册习题集

《化工原理》习题集
第二章气体吸收
1、当总压为101.3 kPa，温度为25℃时，100克水中含氨1克，该溶液上方氨的平衡分压为0.933 kPa；
若在此浓度范围内亨利定律适用，试求溶解度系数H和相平衡常数m（溶液密度近似取为1000kg/m3）。

2、含有4%（体积）氨气的混合气体，逆流通过水喷淋的填料塔，试求氨溶液的最大浓度，分别以摩尔
分率，质量分率，比摩尔分率，比质量分率表示。

塔内绝对压强为2.03×105 Pa, 在操作条件下，气液平衡关系为p* = 2000x(式中p的单位为mmHg, x为摩尔分率)。

3、已知NO水溶液的亨利系数如下：
指出下列过程是吸收过程还是解吸过程，推动力是多少？并在x - y图上表示。

（1）含NO20.003(摩尔分率)的水溶液和含0.06 (摩尔分率) 的混合气接触，总压为101.3 kPa，T=35℃；
（2）气液组成及总压同（1），T=15℃；
（3）气液组成及温度同（1），总压达200kPa（绝对压强）。

4、已知某吸收系统中，平衡关系为y = 0.3x ，气膜吸收分系数k y = 1.815×10-4 kmol / (m2.s)，液膜吸收
分系数k x = 2.08×10-5 kmol / (m2.s)，并由实验测得某截面上气液相浓度分别为y = 0.014，x = 0.02，试求：
（1）界面浓度y i、x i分别为多少？
（2）液膜阻力在总阻力中所占的百分数，并指出控制因素；
（3）气相推动力在总推动力中所占的百分数。

4、在吸收塔内用水吸收混于空气中的低浓度甲醇，操作温度为27℃，压力为101.3kPa（绝对压力）。

稳
定操作状况下，塔内某截面上的气相中甲醇分压为5.07 kPa，液相中甲醇浓度为2mol / m3。

甲醇在水中的溶解度系数H = 1.995 kmol / (m3.kpa.)，液膜吸收分系数k L = 2.08×10-5 m / s，气膜吸收分系数k G = 1.55×10-5 kmol / (
5、在某填料吸收塔中，用清水处理含的SO2混合气体。

逆流操作，进塔气中含SO2 0.08（摩尔分率），其
余为惰性气体。

混合气体的平均分子量取28，水的用量比最小用量大65%。

要求每小时从混合气体中吸收2000 kg SO2的，操作条件下气液平衡关系为Y = 26.7X，计算每小时用水量为多少m3？
6、在总压为101.3kPa，温度为20℃的吸收塔中，用清水吸收SO2-空气混合气体中的SO2。

入
塔时SO2浓度为5% （体积），要求在处理后的气体中，SO2含量不超过1%（体积）。

在101.3kPa
和20℃时，平衡关系可近似写为Y* = 35 X。

试问：
（1）逆流操作和并流操作时最小液气比（L / V）min各为多少？由此可得出什么结论？
（2）若操作总压增为303.9 kPa时，采用逆流操作，其最小液气比为多少？并与常压逆流操作的最小液气比作比较讨论。

7、由矿石焙烧炉送出的气体含SO29%（体积%），其余可视为空气。

冷却后送入吸收塔用水
吸收，以回收其中SO2的95%。

在操作条件下的平衡关系为Y* = 48X，吸收塔每小时处理的炉气量为1000 m3（303K，100kPa），所用液气比为最小液气比的1.4倍。

求每小时用水量和出塔溶液的浓
度。

8、 在一逆流吸收塔中用吸收剂吸收某混合气体中的可溶组分。

已知操作条件下该系统的平衡
关系为Y=1.15X ，入塔气体可溶组分含量为9%（摩尔%），吸收剂入塔浓度为1%（摩尔%）；当液气比分别取L / V> m ， L / V < m ， L / V = m 时，液体出口的最大浓度为多少？并在Y-X 图上画出上述情况的操作线与平衡线的相互关系。

9、 用水吸收丙酮——空气混合物中的丙酮（逆流操作），入塔混合气中含丙酮7%（体积），
混合气体流量为1500 m 3 / h （标准状态），要求吸收率为97%，丙酮溶解于水的平衡关系可用Y* = 1.68X 表示，试计算：
（1）每小时被吸收的丙酮量和水的最小用量为多少？
（2）若用水量为3200kg/h ，求溶液的出口浓度？在此情况下，塔进出口处的推动力ΔY
各为多少？
（3）若溶液的出口浓度 x 1= 0.0305，求所需用水量，此用水量为最小用水量的多少倍？ （4）做图说明（2）、（3）两种情况操作时，那种所需的传质面积较小？为什么？ 10、在一逆流填料吸收塔中，用清水处理SO 2混合气体。

进塔气中含SO 20.09（摩尔分率），
水的用量比最小用量大70%。

要求SO 2吸收量为2000kg / h , 操作条件下的气液平衡关系为Y= 26.7X ，计算每小时用水量为多少立方米。

11、 需要设计用清水作吸收剂的填料塔，因算出的填料层高度与直径之比过大，拟改为两个高度较小的
塔联合操作，现提出以下几个流程方案，各种方案中（1）每塔L / V 相等；（2）Y b1、Y D 、Y a2不变，设平衡关系服从亨利定律，试分别做出其平衡线与操作线的示意图，并比较这三种方案。

方案1 方案2 方案3
11、在逆流操作的填料塔中，用纯溶剂吸收某气体混合物中的可溶组分，若系统的平衡关系为Y = 0.4X 。

试求：
（1）回收率为93%时的最小液气比（摩尔比）；
（2）当液气比为最小液气比的1.4倍，塔高不受限制时该系统的最大回收率。

（3）如果吸收因子A = 1.2，回收率为90%，并已知该系统的气、液相传质单元高度H L
和H G 都是2 m ， 其填料层高度为多少？？
13、混合气中含CO 25%（体积），其余为空气。

于30℃及2MPa 下用水吸收，回收率为90%，溶液出口
浓度x 1= 0.0004，混合气体处理量为224 m 3 / h （操作状态），亨利常数E = 200MPa ，液相体积总传质系数K L a = 50 kmol / （m 3h (kmol / m 3)），塔径为1.5m ，求每小时用水量和填料层高度。

14、 在一逆流填料吸收塔中，用纯水吸收空气—氨混合气中的氨。

入塔气体中含氨9%（体积），要求吸
收率为90%，水用量为最小用量的1.2倍，操作状态下平衡关系为Y*=1.8X ，H OG =1m 。

试求： （1） 填料层的高度；
（2） 若改用含氨0.08%的稀氨水作吸收剂，Y 1及其他条件不变，吸收率为多少？ （3） 画出两种情况下的操作线及平衡线的示意图。

15、有一吸收塔，填料层高度为3米，可以将含有NH 3 6%（体积）的空气—氨混合气中的NH 3 回收99%，
气体速率为600kg 惰气 /（m 2h ），吸收剂用水，其速率为900 kg /（m 2h ）。

在操作范围内，氨的气液平衡关系为Y* = 0.9X ，7.0Y W a K 气
，受液体速率影响很小，而W 气是单位时间内通过塔截面的气
体质量，试计算将操作条件作下列变动，所需填料层有何增减？
（1）气体速度增加20%；
（2）液体速度增加20%；
假设气、液速率变动后，塔内不会发生液泛。

16、已知某填料塔直径为1米，填料层的高度为4米。

用清水逆流吸收空气混合物中的某可溶组分，该
组分进、出口浓度分别为8%和1%（摩尔分率），混合气流率为30kmol / h，操作液气比为最小液气比的1.24倍，相平衡关系为Y* = 2X，试计算：
（1）塔高为3米处气相浓度；
（2）若塔高不受限制，最大吸收率为多少？
17、某厂有一填料吸收塔，直径为880mm，填料层高6m，所用填料为50mm拉西环，每小时处理2000m3g
丙酮-空气混合气（T = 298.15 K，P = 101.3 kPa），其中含丙酮5%（体积%）；用水作溶剂。

塔顶放出废气中含丙酮0.263%（体积%），塔底排除的溶液每kg含丙酮61.2g；在此操作条件下，平衡关系Y = 2.0X。

根据上述测得数据试计算：
（1）气相体积总传质系数K Y a ；
（2）每小时回收多少丙酮；
（3）若保持气液流量V、L不变，将填料层高度加高3m，可以多回收多少丙酮。

18、在高度为5m的填料塔内，用纯溶剂除去混合气中的某组分，在操作条件下相平衡常数
m = 0.6 ，当L / V = 0.9时，溶质回收率可达90%。

现改用另一种性能较好的填料在相同
条件下其吸收率可提高到95%，问此填料的体积传质系数是原填料的多少倍？
19、在逆流操作的填料塔中，用稀硫酸吸收空气中所含的氨（低浓度），溶液上方氨的分压为
零（相平衡常数m = 0）。

在下列两种情况下，气体与液体流率以及其他操作条件大致相
同，传质单元高度H OG都可取为0.5m，试比较所需的填料层高度有何不同？
（1）要求回收率为90%；
（2）要求回收率为95%。

20、要从CCl4—空气混合物中吸收所含的CCl4，处理的混合气体量为1500kmol / h，混合气体中含CCl45%
（mol%）,回收率为90%，吸收塔操作压力为101.325kPa，温度为298K。

有两股吸收液送入塔内，第一股含CCl42.26%（质量%）的煤油，其量为222 kmol / h ，从塔顶送入；第二股为含CCl413.7%（质量%）的煤油，其量为153 kmol / h ，在塔中段液体浓度与它相同处送入。

在操作条件范围内，平衡曲线可表示为Y*= 0.13X，已知吸收过程属气膜控制，k G = 1.2kmol / (，纯煤油的平均分子量为170，CCl4的分子量为154，塔径为3.5m，填料的比表面积 a = 110m2 / m3，试求：
（1）填料层高度；
（2）第二股煤油应在距填料层顶部若干米处送入？
（3）若将两股煤油相混，一起从塔顶送入，欲得到同样的回收率，塔高应为多少？
21、现有一填料塔，在301K和101.3kPa下，用清水吸收200 m3 / h 氨—空气混合物中的氨，使其含量从
5%（体积%）降低到0.04%（体积%）。

出塔氨水浓度为最大浓度的80%，填料塔直径为0.5m，填料层体积为0.98m3，其平衡关系式为Y* = 1.4X，已知：K G a = kmol / (h.atm);G——混合气体的质量流速kg / (m2h)；L——液体的质量流速kg / (m2h)。

问：该塔能否适用？为什么？
22、以2.5N的NaOH溶液在常压下吸收CO2—空气混合物中的CO2。

实验使用的填料塔为塔径350mm，
塔高3m，以19mm的拉西环填充。

实验结果为：气速G’=0.34kg/(m2s)，液速L=3.94kg /(m2s)；入口气体中CO2含量为315ppm，而出口气体中CO2含量为31ppm；溶液密度为1100 kg/m3，吸收为气相扩散控制，问总气相传质系数K G a的值为多少？
23、空气和丙酮混合气体2000 m3 / h（标准状态），其中含丙酮10%（体积%），于293K和202.65kPa下，
在直径为0.62m的填料吸收塔中用水吸收，吸收率为80%，塔中选用25×25×3乱堆瓷环，比表面积a =200 m2 / m3，吸收系数KY = 0.6kmol /(m2.h)，吸收剂用量为最小用量的3倍，操作条件下的平衡数据如下表，试计算填料层高度。

第三章蒸馏
1、在101.3kPa下，C6H6（A）与C6H5Cl（B）的饱和蒸汽压（kPa）和温度（K）的关系如下：
试计算：（１）C6H6（A）与C6H5Cl（B）的汽液平衡相组成，并画出t-x-y图；
（２）平均相对挥发度（该溶液可视为理想溶液）。

２、如果C6H6（A）与C6H5Cl（B）的混合液中C6H6摩尔分率为0.5，根据上题的T-x-y图回答以下问题：（１）此溶液开始沸腾的温度，以及此瞬间的蒸汽组成；
（２）若将此溶液加热至388.15K，溶液的状态如何？各相组成又如何？
（３）此溶液加热到什么温度时才能完全汽化为饱和蒸汽？此时蒸汽的组成又为多
少？
（４）若要使此溶液得到初步分离，加热温度应控制在什么范围？
3、苯-甲苯混合物可视为理想体系，纯苯（A）和纯甲苯（B）的蒸汽压分别可用下式表示：
式中P0的单位为mmHg，t的单位为℃。

今测的蒸馏釜中温度为108℃，釜液组成为4.3%（质量%），试求：（1）该蒸馏釜的操作压强；
（2）与釜液呈平衡的蒸汽组成。

（3）当蒸馏釜的操作压强为500mmHg，组成为0.55（苯的摩尔分数）的蒸汽的温度和与此蒸汽呈平衡的液相组成。

4、C6H6（A）与C6H5Cl（B）混合液在常压下进行简单蒸馏。

其中C6H6（A）初始浓度为0.5（摩尔分
率，下同），最终液相产品浓度为0.36，且该体系为理想体系，平均挥发度为2.16，试求：
（１）所得气相产品的量和平均组成；
（２）如改为平衡蒸馏，液相产品浓度仍为0.36，其气相产品的量和平均组成。

5、在连续精馏塔中分离CS2-CCl4混合液。

已知原料液于泡点加入，流量为3500kg/h，其中含CS230%（质
量%，以下同），回流比为2.8，塔顶产品中含CS292%，馏出液回收率为62%，试求：（１）塔顶产品量和塔底残液量及残液组成；
（２）塔顶回流量及蒸馏釜汽化量（分别以kg/h及kmol/h表示）。

6、在连续精馏塔中分离乙醇-水混合液。

原料液含乙醇63%（质量%，以下同），泡点进料；要求塔顶产
品量为1500kg/h，组成为90%，温度为78.3℃，其回收率为0.97，回流比为2.3，试求：
⑴塔顶及塔底产品量；
⑵蒸汽冷凝器中每小时所冷凝的蒸汽量。

7、在常压操作的连续精馏塔中分离含丙酮30%（摩尔%）混合物，分别计算20℃溶液进料、
饱和液体进料、饱和蒸汽进料时的q值。

常压下丙酮-水体系的平衡数据如下表：
8、对于习题6的体系，如果原料流量为150 kmol/h，馏出液组成为96%，釜液组成为3%（均为mol%），
回流比为2.5，试求上述三种进料状况下的汽、液相组成。

9、在某一连续精馏塔操作中，操作线方程可表示为：
精馏段：y = 0.76x + 0.23 ；提馏段：y = 1.20x – 0.02
料液为饱和液体。

试求回流比及原料液、馏出液、残液的组成。

10、在连续操作的精馏塔,精馏段操作线方程为y=0.75x+0.2075，q线方程为y= -0.5x+1.5z F，相对挥发度
为2.5，试求：
（1）回流比R；
；
（2）馏出液的组成x
D
（3）进料热状态参数q值，并判断进料热状态；
（4）当进料组成z F=0.44时，精馏段操作线与提馏段操作线交点处的x值为多少?
（5）回流比为最小回流比的多少倍?
11、用一连续精馏塔分离两组份理想混合液。

原料和馏出液中分别含A组分0.44、0.96（摩尔分率）。

溶
液的平均相对挥发度为2.35，最小回流比为1.62，试说明原料液的进料热状况，并求出q值。

12、在一常压连续精馏塔中分离苯-甲苯混合液。

在回流比为2.48时测得精馏段某相邻三板的液相组成
分别为0.70、0.63、0.51（摩尔分率），求下面两层塔板的气相与液相单板效率。

苯-甲苯溶液的平均相对挥发度为2.48。

13、含甲醇35%（mol%，以下同）的甲醇水汽液混合物，在常压连续精馏塔中分离。

进料速率为100 kmol/h，
其中蒸汽量占1/2，操作回流比为3，进料中甲醇的96%进入馏出液中，要求馏出液的组成为93%。

塔底的相对挥发度为7.54。

试求：
（１）塔顶产品浓度；
（２）残液中甲醇含量；
（３）塔内由下往上数塔釜以上第一块理论板上液体组成；
（４）若该板的气相板效率为0.52，则液体实际组成为多少？
14、在常压连续精馏塔中分离含丙酮25%（质量%，以下同）的丙酮水溶液，要求馏出液组成
为99%，原料液中有80%（摩尔）丙酮进入馏出液中。

进料为泡点液体，操作回流比为最
小回流比的1.7倍，塔釜为间接蒸汽加热，试求：（丙酮水溶液平衡数据见习题7）
（1）所需理论塔板数及进料板位置；
（2）釜中液体改用水蒸汽直接加热，所需理论塔板数又为多少。

15、在常压连续精馏塔内，分离含苯64%（mol%、以下同）的苯和甲苯混合液，进料量为4000kg/h，进
料为泡点液体。

要求馏出液中含苯99.2%，塔底产品中含苯1%，取实际回流比为最小回流比的1.58倍，平均相对挥发度2.54，塔底为间接蒸汽加热，回流液为泡点液体。

试求：
（1）塔顶及塔底产品的摩尔流率；
（2）用图解法求所需的理论塔板数及加料板位置。

苯—甲苯溶液在常压下的平衡数据见下表：
16、在上题条件下，将进料状态改为65℃及饱和蒸汽，试求：
（1）两种情况下的最小回流比，并与泡点液体进料时所需的最小回流比比较；
（2）如维持15题所给的回流比，定性分析所需的理论塔板数和加料板位置有何变化。

17、在常压连续精馏塔中分离CS2-CCl4混合液。

已知原料液于泡点加入，流量为3500kg/h，其中含CS230%
（摩尔%，以下同），馏出液中含CS2 94%，残液中含CS2 2%，回流比为最小回流比的1.6倍，全塔操作平均温度约为61℃，空塔气速为0.8m /s，板间距为0.4m，全塔效率为50%，试求：
（1）实际塔板层数；（2）塔径；（3）塔的有效高度。

CS—CCl混合液平衡数据（101.3kPa）
18、在常压连续精馏塔中分离含甲醇40%（摩尔%，以下同）的甲醇水溶液，要求馏出液组成为98.6%，残液组成为2%，进料为泡点液体，操作回流比为最小回流比的2.2倍。

塔顶采用一个部分凝器和一个全凝器进行冷凝，部分凝器控制回流为饱和液体，其余以饱和蒸汽状态进入全凝器冷凝冷却得到塔顶产品。

若全塔效率为0.6，求实际塔板数。

甲醇—水溶液平衡数据（101.3kPa）
19、将含乙醇50%（摩尔%，以下同）的乙醇水溶液2000kmol / h及乙醇20%的乙醇水溶液
2000kmol / h，分别加入一常压连续精馏塔内进行分离，两股进料均为泡点液体。

要求馏出液
中含乙醇82%，釜液中含乙醇1%，操作回流比为2，塔釜为间接蒸汽加热。

试求：
（１）馏出液及釜液的摩尔流率；
（２）所需理论塔板数及两股进料的位置。

乙醇—水溶液的平衡数据（（101.3 kPa）
20、在常压连续精馏塔内分离乙醇20%（摩尔%，以下同）的乙醇水溶液。

要求馏出液组成大于82%，釜
液组成小于1%，并在精馏段内某一塔板上抽出泡点液体产品，其量为馏出液的1/2，浓度为60%，操作回流比为2，试确定所需理论塔板数，加料及侧线产品的位置。

21、在常压连续精馏塔中，含易挥发组分50%（摩尔%，以下同）的泡点溶液从塔顶加入，要求塔顶和塔
底产品中的易挥发组分含量分别为80%及1%，系统相对挥发度为2.5，泡点回流，回流比为3，试求：（1）回收率；（2）操作线方程；（3）最小回流比。

22、在一常压连续精馏塔内分离含苯40%（摩尔%，以下同）的苯-甲苯混合物，处理量为11100kg/h，进
料温度为95.4℃。

要求分离后得到的馏出液中含苯98%，塔底产品含甲苯99%。

操作回流比为4.5，塔顶采用全凝器，回流液为泡点液体，冷却水进出口温度分别为25℃及40℃。

蒸馏釜用3kgf/cm2饱和水
蒸汽间接加热，塔板效率为52%，若忽略热损失，试确定： （１） 塔顶及塔底产品的摩尔流率； （２） 实际塔板数及加料板位置； （３） 蒸馏釜中加热所需的饱和水蒸汽量； （４） 冷凝器中冷却水消耗量。

23、某两组份混合液在连续精馏塔内进行分离。

已知料液中易挥发组份含量为50%（摩尔%，以下同），泡
点进料；塔底产品中易挥发组份含量为10%；平均相对挥发度为4，理论板数为4块（包括再沸器）。

料液自第二层理论板进入，提馏段上升汽体摩尔流率为塔底产品的2倍。

试求： （1）第三层理论板上升的蒸汽组成；
（2）若改为全回流，塔底仍连续出料，此时塔顶及塔底产品的组成为多少？
24、用一有6块理论板常压精馏塔来分离甲醇—水溶液。

料液含甲醇0.4（摩尔分率，以下同），泡点进料，
要求塔顶甲醇浓度为0.90，塔底釜液中甲醇不高于0.08；操作回流比为3.3；塔顶全凝器，塔底间接蒸汽加热。

现若改变进料浓度为0.30，其他条件不变，问塔顶和塔底浓度将如何改变？甲醇—水溶液平衡数据见习题18。

并定性回答如果进料浓度维持0.30，且希望保持x D 和D / F 不变，可采取什么措施？ 25、某混合液中含有苯、甲苯和乙苯三种组分。

在总压为101.3kpa ，温度为120℃时，试求：
（１） 各组分的相平衡常数； （２） 各组分对乙苯的相对挥发度；
（３） 在上述条件下，若混合液中含苯5%（摩尔分率），求相互平衡的汽、液相组成。

混合液可视为理想溶液。

苯、甲苯、乙苯的饱和蒸汽压可用安托因方程式计算：
C
t B A P +-
=0lg
式中：t ——系统温度，℃； P 0
——饱和蒸汽压，mmHg ； A 、B 、C ——安托因常数，无因次。

26进料为泡点液体。

试求： （１） 最小回流比；
（２） 若取回流比为1，求理论塔板数。

第四章 气液传质设备
11-1 在F 1型浮阀常压精馏塔内分离苯-甲苯混合液，已知操作条件下精馏段的物性数和气
液量分别为：
气体流量V s =0.70m 3/s 气体密度ρV =2.7kg/m 3
液体流量L s =1.8×10-3m 3/s 液体密度ρL =810kg/m 3 液体表面张力σ=0.021N/m.
若取塔板间距为H T =0.4m 。

试求： （1） 液泛气速为多少？ （2） 塔径为多少？
11-2 分离甲醇-水溶液的过程中，在操作条件下，精馏段内物性数据如下：
气体流量V s =3384m 3/h 气体密度ρV =1.081kg/m 3 液体流量L s =2.556m 3/h 液体密度ρL =787.2kg/m 3 液体表面张力σ=0.0449N/m.
试对精馏段设计一块F 1型浮阀塔板。

11-3 已知分离甲醇-水溶液过程中，操作条件下精馏段内物性数据和塔板结构参数如下：
气体流量V s =0.957m 3/h 气体密度ρV =1.01kg/m 3 液体流量L s =7.81×10-4m 3/h 液体密度ρL =791.2kg/m 3 液体表面张力σ=0.03642N/m.
塔径D =0.9m 气体流通截面积A ＇=0.565m 2 降液管截面积A f =0.0713m 2 溢流堰长l w =0.675m 溢流堰高h w =45 mm 塔板间距H T =0.45m 浮阀直径d 0=0.039m 浮阀数N =70个 降液管下端与塔板的间距h 0=35mm.
试作出负荷性能图及操作条件下的负荷上下限。

11-4 在25×25×2.5mm 乱堆瓷拉西环填料塔内，用水吸收半水煤气中的CO 2，已知半水
煤气的组成(V%)为：CO 229%、H 249.5%、N 216.4%、CO3.8%、O 20.6%、CH 40.7%，操作温度为30℃，压力为1.72MPa ，气体流量为12000标准m 3/h ，吸收剂用量为147500kg/h ，若空塔气速为泛点气速的75%，试确定塔径。

11-5 在填料吸收塔中，用清水吸收氨—空气混合气中的氨，填料塔内装有3m 高、50×
50×4.5mm 乱堆瓷质鲍尔环，操作压力为常压，温度为20℃。

进塔混合气流量为8000m 3（标准状态）/h ，操作条件下密度为1.14kg/m 3，吸收剂用量为1.42×104kg/h ，取空塔速度为液泛速度的65%。

试求填料吸收塔的直径与气体通过填料层的压降。

11-6 若将题11-5填料改用38.5×19×1.0乱堆塑料阶梯环填料，填料层高度仍为3m ，而
允许每米填料层的压降为5.23kPa ，试求在其他条件不变情况下塔径应为多少？
第十二章 干 燥
12.1拟将温度25℃的空气预热至120℃用作干燥介质，已知预热前空气的相对湿度为100%，湿份为水，
总压100 P kN/m 2。

试求：⑴ 空气的湿度；⑵ 预热后空气的相对湿度和最大相对湿度。

12.2将温度15℃、相对湿度为80%的空气预热至150℃用作干燥介质，湿份为水。

试求：⑴空气的湿比
热；⑵ 预热前后空气焓值的变化。

12.3某常压空气的干球温度为40℃，相对湿度为60%，试求该空气的湿度、水汽分压、湿比热和湿焓。

12.4将t =20℃、%60=ϕ的新鲜空气和t =50℃、ϕ=80%的废气以2：5的比例相混合（以绝干空气为
准的质量比），然后送入干燥系统，试求：①混合气体的湿度和焓；② 混合气体在预热器内被加热至120℃时的相对湿度和焓。

12.5 欲将物料由含水60%降至15%，已知此物料的最大吸湿湿含量为52%，在所采用的干燥条件下，物
料的临界湿含量为54%，平衡湿含量为23%，均为湿基，求：
⑴ 如湿物料的质量为150kg ，应除去的结合水量、非结合水量和自由水量各为多少？ ⑵ 在所采用的干燥条件下，能否完成预定的干燥任务？
12.6 已知某湿物料在某种恒定的干燥条件下，其平衡湿含量为6%，临界湿含量为5%，均为湿基，初始
时湿物料为500kg ，含水20%，现需要在上述干燥条件下将其干燥至420kg ，问此种要求能否达到？为什么？
12.7常压空气初始温度为20℃、相对湿度为80%， 将其在预热器中加热至150℃，通入干燥器中用作干
燥介质，由于固体产品的湿含量高于临界湿含量，物料在干燥过程中始终保持充分湿润，湿估算物料温度。

12.8 测得空气的干球温度为40℃，湿球温度为35℃，空气的总压为101.325 kN/m 2，试求此空气的湿度
和和相对湿度。

12.9 在恒定干燥条件下，若已知物料由含水36%干燥至8%需要5小时，降速段干燥速率曲线可视为直
线，试求恒速干燥段和降速干燥段的干燥时间，已知临界湿含量为14%，平衡湿含量2%，均为湿基。

12.10干燥某板状物料，湿份近似为水，将初始温度为20℃、相对湿度为60% 的常压空气加热至80℃用
作干燥介质，热空气以3m/s 的速度平行流过该物料的表面，试计算此板状物料在恒速干燥段的
干燥速度。

12.11在某常压干燥器中将湿物料由X 1=0.2干燥至X 2=0.1，所用干燥时间为2小时，已知物料临界湿含量
X c =0.15，平衡湿含量*
X =0.02，降速干燥段可视为直线，求X 由0.30降至0.06所需的干燥时间。

12.12 将1米见方、5毫米厚的板状湿料悬挂于热空气中进行干燥，设干燥过程中物料的收缩可以忽略，
在干燥介质湿度不变的情况下，从50%的水分干燥至2%，其平衡湿含量接近于零，物料湿含量均为湿基，绝干物料的密度为800kg/m 3，由实验得到下列干燥速度：水分由50%干燥至25%为恒速干燥阶段，其干燥速度为 5 kg/(m 2·s)，水分在25%以下为将速干燥阶段，此时空气质量流速为 1 kg/(m 2·s)，假设降速段干燥速率曲线为直线，试求：⑴ 将此物料在以上情况下从50%干燥至2%所需的总干燥时间为多少？⑵ 若临界湿含量不变，仅将空气的质量流速增大为2 kg/(m 2·s)，能否将干燥时间缩短为原来的一半？
12.13 在常压操作的干燥器中，将每小时600kg 的物料由含水20%干燥至1%，已知空气进预热器时的初
温为25℃，湿度为0.02，经预热后进干燥器的温度为100℃，湿球温度为25℃，出干燥器时空气温度50℃，湿球温度40℃，试求此干燥装置中引风机排出的废气为多少m 3/h 。

12.14 某常压干燥器的生产能力为3600kg ，原料含水10%（湿基，下同），产品含水5%，空气进入预热
器的状态：t 0=20℃，%80=ϕ。

出干燥器时空气的状态：t 2=45℃，%60=ϕ，求此干燥器所用
风机的送风能力为多少m 3/h （以进预热器的状态计）。

12.15 在某干燥器中将含水30%的湿物料干燥至2%，均为湿基，干燥介质为常压空气，空气进入预热器
的状态：t 1=110℃，401
=w t ℃。

出干燥器时空气的状态：t 2=45℃，402=w t ℃，空气体积流量
为3000m 3/h （标准状况），求此干燥器的处理能力为多少kg 湿物料/h 。

12.16 湿氯化铵在常压干燥器中进行干燥，产量5000kg/h ，物料初始湿含量5%（湿基，下同），产品湿含
量0.5%，t 0=20℃、%80=ϕ
的空气在预热器中加热至t 1=180℃送入干燥器，出干燥器废气的温度
为85℃，物料进、出干燥器的温度分别为251
=θ℃和602=θ℃，
绝干物料比热为1.36 kJ/(kg ·K)，预热器使用1.3MPa （绝压）的饱和水蒸气作热源，干燥器和预热器的散热损失均按5%计算，干燥器无补充加热，试求： ⑴ 汽化水分量； ⑵ 空气消耗量；
⑶ 预热器耗用的蒸汽量； ⑷ 干燥器中各项热量的分配； ⑸ 干燥器的热效率和干燥效率。

12.17 某连续干燥器干燥含水1.5%（湿基，下同）的物料9200kg/h ，物料的进口温度为25℃，出口温度
为34℃，产品含水量为0.2%，产品比热为1.84kJ/(kg ·K)，空气以干球温度25℃、湿球温度23℃进入预热器加热至95℃后，送入干燥器，空气离开干燥器时的干球温度是65℃，预热器使用145℃饱和蒸汽作为加热热源，中间补充加热耗用145℃饱和蒸汽117kg/h ，干燥器的散热损失为370kJ/kg 水，试求：⑴ 干燥器的生产能力；⑵ 绝干空气的消耗量；⑶ 若预热器的总传热系数K =25W/(m 2·K)，当不计预热器的热损失时，预热器需要的传热面积.
12.18 已知常压热空气的温度为120℃，湿度为0.0136，将此热空气通入干燥器中与湿润物料接触，若不
计设备热损失和物料升温所吸收的显热，试估计空气增湿降温达到饱和时的温度。

12.19 湿物料含水42%（湿基，下同），经干燥达到4%，产量为450kg/h ，空气的干球温度20℃，相对湿
度40%，经预热器加热至93℃进入干燥饱和至%60=ϕ
排出，若干燥器在绝热条件下操作，且物
料进出干燥器的显热变化忽略不计，试求所需空气量及预热器提供的热量；如果空气预热至67℃进入干燥器，而在干燥器内进行中间加热以补充热量，使空气保持在67℃和%60=ϕ时排出，则此
时空气需用量、以及预热器和干燥器内热量消耗如何？
12.20自某干燥器出口排出的废气为含水蒸气的空气，其温度为t 2=75℃，湿度为H 2=0.0588，试求此气体
的露点温度。

12.21用流化床干燥器干燥聚氯乙烯，产量3000kg/h ，物料初始湿含量8%（湿基，下同），产品湿含量0.3%，
t 0=20℃、%80=ϕ的空气在预热器中由蒸汽加热至t 1=135℃送入干燥器，物料进、出干燥器的温度
分别为201
=θ℃和702=θ℃，绝干物料比热为1.22 kJ/(kg ·K)，干燥器所需热量中，空气供热
仅占30%，其余通过补充加热提供，干燥器的散热损失按5%计算，试求干燥器出口气体温度。

12.22 应用t —H 图，按表中已知量求出各项相应的未知量。